伴隨運算器在繼電保護論文

題目：伴隨運算放大器在繼電保護中的應用姓名：范濤專業(yè)：電氣工程及自動化

在電力系統中，各種類型的、大量的電氣設備通過電氣線路緊密地聯結在一起。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運行環(huán)境極其復雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發(fā)生是不可避免的。由于電力系統的特殊性，上述五個環(huán)節(jié)應是環(huán)環(huán)相扣、時時平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時間內完成的。在電力系統中的任何一處發(fā)生事故，都有可能對電力系統的運行產生重大影響課題的任務、目的與意義

第一章繼電保護的基本概念1.1什么是繼電保護裝置：繼電保護裝置是一種由繼電器和其它輔助元件構成的安全自動裝置。它能反映電氣元件的故障和不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號。(1)故障：將故障元件切除(借助斷路器)；(2)不正常狀態(tài)——自動發(fā)出信號以便及時處理，可預防事故的發(fā)生和縮小事故影響范圍，保證電能質量和供電可靠性。1.2繼電保護的作用與組成在電力系統中，繼電保護裝置的基本任務（作用）是:（1）當電力系統中的電氣設備發(fā)生短路故障時，能自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無故障部分迅速恢復正常運行。（2）當電力系統中的電氣設備出現不正常運行狀態(tài)時，并根據運行維護的條件(例如有無經常值班人員)，動作于發(fā)出信號、減負荷或跳閘。此時一般不要求保護迅速動作，而是根據當時電力系統和元件的危害程度規(guī)定一定的延時，以免誤動作。繼電保護的組成一般由測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分組成。就全局而論，在電力系統的安全問題上有兩種必須避免的災害性事故：一種是重大電力設備損壞，另一種是電網的長期大面積停電。在這些方面，電力系統繼電保護一直發(fā)揮著特殊重要作用。繼電保護裝置主要都包括三個部分：測量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分

1.3繼電保護的基本原理現以最簡單的過電流保護裝置為例，來說明繼電保護的組成和基本工作原理。在圖1.1所示的輸電線路過電流保護裝置的原理接線圖中,電流繼電器KA的線圈接于被保護線路電流互感器TA的二次回路，這就是保護的測量回路，它監(jiān)視被保護線路的運行狀態(tài)，測量線路中電流的大小。在正常運行情況下，線路中通過負荷電流時，電流繼電器KA不動作；當被保護線路發(fā)生短路故障時，流入繼電器KA線圈回路的電流大于繼電器的動作電流時，電流繼電器立即動作，其接點閉合，接通邏輯回路中時間繼電器KT的線圈回路，時間繼電器起動并經延時后接點閉合，接通執(zhí)行回路中的信號繼電器KS和斷路器QF跳閘線圈Y回路，使斷路器QF跳閘，切除故障1.4繼電保護裝置的分類繼電保護裝置一般可以按反應的物理量不同、被保護對象的不同、組成元件的不同以及作用的不同等方式來分類，例如：（1）根據保護裝置反應物理量的不同可分為：電流保護、電壓保護、距離保護、差動保護和瓦斯保護等。（2）根據被保護對象的不同可分為：發(fā)電機保護、輸電線保護、母線保護、變壓器保護、電動機保護等。在電氣化鐵道牽引供電系統中，主要有110kV（或220kV）輸電線保護、牽引變壓器保護、牽引網饋線保護及并聯電容器補償裝置保護等。（3）根據保護裝置的組成元件不同可分為：電磁型、半導體型、數字型及微機保護裝置等。（4）根據保護裝置的作用不同可分為：主保護、后備保護，以及為了改善保護裝置的某種性能，而專門設置的輔助保護裝置等。當某一電氣設備裝設有多種保護裝置時，其中起主要保護作用的保護裝置稱為主保護；作為主保護裝置備用保護的保護裝置稱為后備保護。后備保護又分為近后備保護和遠后備保護，近后備保護指同一電氣設備上多種保護的相互備用，遠后備保護則是指對相鄰電氣設備保護的備用。

1.5電力系統常見狀態(tài)電力系統在運行中，可能發(fā)生各種故障和不正常運行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種形式的短路，如相間短路、接地短路等。短路故障可能產生的后果：（1）流經故障點的很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障元件損壞。（2）短路電流流經非故障電氣元件時，由于發(fā)熱和電動力的作用，引起它們的損壞或縮短它們的使用壽命。（3）電力系統中部分地區(qū)的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產品質量。（4）破壞電力系統并列運行的穩(wěn)定性，引起系統振蕩，甚至使整個系統瓦解。電力系統中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障，這種情況屬于不正常運行狀態(tài)：

1.6對繼電保護裝置的基本要求

對繼電保護裝置的基本要求有四點：即選擇性、靈敏性、速動性和可靠性

第三章

幾種常用電流保護的分析

3.1

反時限過電流保護

（1）

什麼是反時限過電流保護

繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關，短路電流越大，動作時間越短；短路電流越小，動作時間越長，這種保護就叫做反時限過電流保護。

（2）

繼電器的構成

反時限過電流保護是由GL-15(25)感應型繼電器構成的。這種保護方式廣泛應用于一般工礦企業(yè)中，感應型繼電器兼有電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式時間繼電器(作為時限元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)和電磁式中間繼電器(作為出口元件)的功能，用以實現反時限過電流保護；另外，它還有電磁速斷元件的功能，又能同時實現電流速斷保護。采用這種繼電器,就可以采用交流操作，無須裝設直流屏等設備；通過一種繼電器還可以完成兩種保護功能(體現了繼電器的多功能性)，也可以大大簡化繼電保護裝置。但這種繼電器雖外

部接線簡單，但內部結構十分復雜，調試比較困難；在靈敏度和動作的準確性、速動性等方面也遠不如電磁式繼電器構成的繼電保護裝置。

3.3

電流速斷保護

（1）什麼是電流速斷保護

電流速斷保護是一種無時限或略帶時限動作的一種電流保護。它能在最短的時間內迅速切除短路故障，減小故障持續(xù)時間，防止事故擴大。

電流速斷保護又分為瞬時電流速斷保護和略帶時限的電流速斷保護兩種。

（2）電流速斷保護的構成

電流速斷保護是由電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)構成的。它一般不需要時間繼電器。常采用直流操作，須設置直流屏。電流速斷保護簡單可靠、完全依靠短路電流的大小來確定保護是否需要啟動。它是按一定地點的短路電流來獲得選擇性動作，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調試比較準確和方便。

3.4三段式過電流保護裝置

由于瞬時電流速斷保護只能保護線路的一部分，所以不能作為線路的主保護，而只能作為加速切除線路首端故障的輔助保護；略帶時限的電流速斷保護能保護線路的全長，可作為本線路的主保護，但不能作為下一段線路的后備保護；定時限過電流保護既可作為本級線路的后備保護（當動作時限短時，也可作為主保護，而不再裝設略帶時限的電流速斷保護。），還可以作為相臨下一級線路的后備保護，但切除故障的時限較長。

一般情況下，為了對線路進行可靠而有效的保護，也常把瞬時電流速斷保護（或略帶時限的電流速斷保護）和定時限過電流保護相配合構成兩段式電流保護。

對于第一段電流保護，究竟采用瞬時電流速斷保護，還是采用略帶時限的電流速斷保護，可由具體情況確定。如用在線路---變壓器組接線，以采用瞬時電流速斷保護為佳。因在變壓器高壓側故障時，切除變壓器和切除線路的效果是一樣的。此時，允許用線路的瞬時電流速斷保護，來切除變壓器高壓側的故障。也就是說，其保護范圍可保護到線路全長并延伸到變壓器高壓側。這時的第一段電流保護可以作為主保護；第二段一般均采用定時限過流保護作為后備保護，其保護范圍含線路---變壓器組的全部。

3.5零序電流保護

電力系統中發(fā)電機或變壓器的中性點運行方式，有中性點不接地、中性點經消弧線圈接地和中性點直接接地三種方式。10KV系統采用的是中性點不接地的運行方式。

系統運行正常時，三相是對稱的，三相對地間均勻分布有電容。在相電壓作用下，每相都有一個超前90°的電容電流流入地中。這三個電容電流數值相等、相位相差120°

，其和為零.中性點電位為零。

假設A相發(fā)生了一相金屬性接地時，則A相對地電壓為零，其他兩相對地電壓升高為線電壓，三個線電壓不變。這時對負荷的供電沒有影響。按規(guī)程規(guī)定還可繼續(xù)運行2小時，而不必切斷電路。這也是采用中性點不接地的主要優(yōu)點。但其他兩相電壓升高，線路的絕緣受到考驗、有發(fā)展為兩點或多點接地的可能。應及時發(fā)出信號，通知值班人員進行處理。第四章繼電保護裝置的日常維護4.1繼電保護故障處理方法（1）直觀法處理一些無法用儀器逐點測試，或某一插件故障一時無備品更換，而又想將故障排除的情況。比如10kv開關柜分或拒合故障處理。在操作命令下發(fā)后，觀察到合閘接觸器或跳閘線圈能動作，說明電氣回路正常，故障存在機構內部。到現場如直接觀察到繼電器內部明顯發(fā)黃，或哪個元器件發(fā)出濃烈的焦味等便可快速確認故障所在，更換損壞的元件即可。（2）掉換法用好的或認為正常的相同元件代替懷疑的或認為有故障的元件，來判斷它的好壞，可快速地縮小查找故障范圍。這是處理綜合自動化保護裝置內部故障最常用方法。當一些微機保護故障，或一些內部回路復雜的單元繼電器，可用附近備用或暫時處于檢修的插件、繼電器取代它。4.2可采用的措施(1)當班運行人員定時對繼電保護裝置進行巡視和檢查，對運行情況要做好運行記錄。(2)建立崗位責任制，做到人人有崗，每崗有人。(3)做好繼電保護裝置的清掃工作。清掃工作